1. Физиология сенсорных систем как наука
Для того, чтобы адекватно реагировать на постоянно изменяющиеся условия среды, организм должен постоянно получать неискаженную информацию о характере изменений. Эту работу осуществляют специальные образования – сенсорные системы.
Сенсорные системы представляют собой систему входа информации в мозг и анализа этой информации. Процесс передачи сенсорных сигналов сопровождается их преобразованием и перекодированием и завершается высшим анализом и синтезом (опознанием образа).
На протяжении столетий то, что называется сейчас сенсорными системами, называлось органами чувств. Но это не одно и то же. В современном понимании органами чувств называются периферические отделы сенсорных систем. Кроме того, орган чувств – это анатомически обособленное структурное образование, предназначенное для выполнения определенной физиологической функции. А сенсорная система – это понятие более функциональное. Синонимом понятия «сенсорная система» является понятие «анализатор», которое ввел в физиологию И.П. Павлов в 1909 г.
По Павлову, анализатор включает три составные части:
периферический отдел – воспринимающие нервные окончания – рецепторы;
проводниковый отдел – отходящие от рецепторов нервные волокна, ведущие в центральную нервную систему;
центральный отдел – корковый центр, где происходит высший анализ поступающей информации и формируется ответная реакция организма на стимул;
Современные исследования показали, что такая схема является слишком упрощенной. На самом деле между рецептором и корковым концом анализатора имеется большое число промежуточных звеньев (ядра продолговатого, среднего мозга и таламуса), которые не просто являются пассивными переключателями сенсорной информации, а осуществляют функцию ее поэтапной переработки. Кроме того, вышележащие уровни сенсорных систем могут оказывать регулирующее влияние на нижележащие. Поэтому можно считать понятия «сенсорная система» и «анализатор» синонимами только с учетом этих корректив. На сегодняшний день термин «сенсорная система» является более приемлемым.
В соответствии с современными представлениями, сенсорные системы – это специализированные части нервной системы, включающие периферические рецепторы (сенсорные органы, или органы чувств), отходящие от них нервные волокна (проводящие пути) и клетки центральной нервной системы, сгруппированные вместе (сенсорные центры). Каждая область мозга, в которой находится сенсорный центр (ядро) и осуществляется переключение нервных волокон, образует уровень сенсорной системы. После переключения нервный сигнал по аксонам клеток сенсорных ядер передается следующим уровням, вплоть до коры головного мозга – экранной структуры, где находятся первичные проекционные зоны анализатора (по Павлову – корковый конец анализатора), окруженные вторичными сенсорными и ассоциативными полями коры. Кроме ядерных образований во всех отделах мозга, а особенно в коре больших полушарий, имеются нервные клетки, не сгруппированные в ядра (так называемые диффузные нервные элементы).
Сенсорная физиология является составной частью физиологии человека. Она изучает процессы переработки информации о тех событиях и изменениях, которые произошли в окружающем мире и внутренней среде организма.
Задачей сенсорной физиологии является изучение конструкции и организации сенсорных систем, принципов кодирования сенсорной информации, закономерностей преобразования действующего стимула в ощущение.
Предмет сенсорной физиологии составляют три вопроса:
1. Каким образом энергия сенсорного стимула, имеющая различную физическую и химическую природу, порождает универсальный нервный код – потенциал действия?
2. Каким образом в упорядоченности нервных импульсов кодируется информация о разных физико-химических параметрах раздражителя, как происходит ее передача и перекодирование на разных уровнях сенсорной системы?
3. Каким образом многообразие нервных импульсов порождает многообразие психических переживаний – ощущений и восприятий?